[發明專利]一種便攜式人體負荷生理和生物力學監測裝置

有效

• 申請號: 201410066544.8
• 申請日: 2014-02-26
• 公開（公告）號: CN103829929A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發明（設計）人: 諶玉紅;鄭捷文;李晨明;任鵬飛;郭亞飛
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍總后勤部軍需裝備研究所
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00;A61B5/11;A61B5/024;A61B5/0402;A61B5/08;A61B5/22
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 徐寧

1.一種便攜式人體負荷生理和生物力學監測裝置，其特征在于：它包括一生理疲勞狀態檢測單元、一生物力學信號檢測單元和一數據采集與分析單元；

所述生理疲勞狀態檢測單元包括一心電傳感器、一呼吸傳感器、一人體運動傳感器和一生理疲勞信號檢測與處理模塊；所述生理疲勞信號檢測與處理模塊包括一生理信號調理電路和一第一微處理器；所述心電傳感器、呼吸傳感器和人體運動傳感器分別通過有線方式連接所述生理疲勞信號檢測與處理模塊；

所述生物力學信號檢測單元包括一背包運動傳感器、一左肩帶拉力傳感器、一右肩帶拉力傳感器、一胸部束帶拉力傳感器、一腰部束帶拉力傳感器和一生物力學信號檢測與處理模塊；所述生物力學信號檢測與處理模塊采用一生物力學信號調理電路與一第二微處理器；所述背包運動傳感器、左肩帶拉力傳感器、右肩帶拉力傳感器、胸部束帶拉力傳感器和腰部束帶拉力傳感器分別通過有線方式連接所述生物力學信號檢測與處理模塊；

所述數據采集與分析單元包括一第三微處理器和一顯示屏；

所述生理疲勞狀態檢測單元與所述生物力學信號檢測單元分別通過無線和有線的方式之一連接所述數據采集與分析單元；

所述心電傳感器、呼吸傳感器和人體運動傳感器將采集的心電、呼吸和加速度信號傳送給所述生理疲勞信號檢測與處理模塊；經所述生理疲勞信號檢測與處理模塊處理后得到心率、心率變異性、呼吸率、人體運動能耗和身體姿態指標，并傳送給所述數據采集與分析單元；所述背包運動傳感器、左肩帶拉力傳感器、右肩帶拉力傳感器、胸部束帶拉力傳感器和腰部束帶拉力傳感器將采集的左右背包肩帶拉力、胸部束帶拉力和腰部束帶拉力信號傳送給所述生物力學信號檢測與處理模塊；經所述生物力學信號檢測與處理模塊處理后得到背包運動狀態和拉力指標，并傳送給所述數據采集與分析單元；所述數據采集與分析單元的所述第三微處理器將接收的人體運動狀態信息與背包運動狀態信息后，計算人體和背包的相對運動信息，并通過所述顯示屏實時顯示人體負荷生理和生物力學信號。

2.如權利要求1所述的一種便攜式人體負荷生理和生物力學監測裝置，其特征在于：所述第一微處理器、所述第二微處理器和所述第三微處理器采用單片機和ARM之一。

3.如權利要求1所述的一種便攜式人體負荷生理和生物力學監測裝置，其特征在于：所述人體運動傳感器和所述背包運動傳感器采用三軸加速度傳感器。

4.如權利要求2所述的一種便攜式人體負荷生理和生物力學監測裝置，其特征在于：所述人體運動傳感器和所述背包運動傳感器采用三軸加速度傳感器。

5.如權利要求1或2或3或4所述的一種便攜式人體負荷生理和生物力學監測裝置，其特征在于：所述左肩帶拉力傳感器、右肩帶拉力傳感器、胸部束帶拉力傳感器和腰部束帶拉力傳感器采用微型拉力傳感器；所述微型拉力傳感器包括一微型拉力傳感器主體、兩設置在所述微型拉力傳感器主體兩端的“7”型固定結構件和一連接所述數據采集與分析單元與所述微型拉力傳感器主體的數據線。

6.如權利要求1或2或3或4所述的一種便攜式人體負荷生理和生物力學監測裝置，其特征在于：所述生理疲勞狀態檢測單元與人體直接接觸的一條彈性胸帶配合使用；所述心電傳感器和所述呼吸傳感器設置在所述彈性胸帶內部，所述人體運動傳感器和所述生理疲勞信號檢測與處理模塊設置在所述彈性胸帶外側，且所述人體運動傳感器能夠設置在所述生理疲勞信號檢測與處理模塊內部。

7.如權利要求5所述的一種便攜式人體負荷生理和生物力學監測裝置，其特征在于：所述生理疲勞狀態檢測單元與人體直接接觸的一條彈性胸帶配合使用；所述心電傳感器和所述呼吸傳感器設置在所述彈性胸帶內部，所述人體運動傳感器和所述生理疲勞信號檢測與處理模塊設置在所述彈性胸帶外側，且所述人體運動傳感器能夠設置在所述生理疲勞信號檢測與處理模塊內部。

8.如權利要求1或2或3或4或7所述的一種便攜式人體負荷生理和生物力學監測裝置，其特征在于：所述生物力學信號檢測單元與背包配合使用；所述背包運動傳感器設置在所述背包內質心位置，所述左肩帶拉力傳感器固定在所述背包左側肩帶的底部的腰部位置，所述右肩帶拉力傳感器固定在所述背包右側肩帶底部的腰部位置，所述胸部束帶拉力傳感器固定在胸部束帶中間位置，所述腰部束帶拉力傳感器固定在腰部束帶中間位置。